第3讲受力分析物体的平衡.doc

海门市四甲中学一体化讲义 高二物理（选修）第3讲受力分析物体的平衡【学习目标】 制卷：汪兰平 审核：张建荣 审批： 日期：2011-5-231、知道受力分析的基本步骤；2、知道共点力作用下物体的平衡条件；3、用正交分解法解决实际问题【重点难点】1、共点力作用下物体的平衡2、整体法与隔离法的应用【知识梳理】知识点一：受力分析1概念：把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的 ，这个过程就是受力分析2受力分析的一般顺序先分析 ，再分析(弹力、摩擦力)，最后分析其他力(电磁力、浮力等)1.1、如右图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用于C物体，使A、B、C以共同速度向右匀速运动，那么关于物体受几个力的说法中正确的是 ()AA受6个，B受2个，C受4个BA受5个，B受3个，C受3个CA受5个，B受2个，C受4个 DA受6个，B受3个，C受4个1.2、如右图所示，倾斜天花板平面与竖直方向夹角为，推力F垂直天花板平面作用在木块上，使其处于静止状态，则 ()A木块一定受三个力作用 B天花板对木块的弹力FNFC木块受的静摩擦力等于mgcos D木块受的静摩擦力等于mg/cos 知识点二：共点力作用下物体的平衡1平衡状态：物体处于 或 状态2共点力的平衡条件： 2.1、如右图所示，光滑半球形容器固定在水平地面上，O为球心一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为.下列关系正确的是()【重难点突破】一、受力分析【例1】如右图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止物体B的受力个数为()A2 B3 C4 D5【变式训练】如右图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边 紧贴墙壁若再在斜面上加一物体m，且M、m相对静止，小车后来受力个数为()A3 B4C5 D6二、平衡条件1、物体的速度为零和物体处于静止状态的区别物体处于静止状态，不但速度为零，而且加速度(或合外力)为零有时，物体速度为零，但加速度不一定为零，如竖直上抛的物体到达最高点时；摆球摆到最高点时，加速度都不为零，都不属于平衡状态因此，物体的速度为零与静止状态不是一回事2、共点力作用下物体的平衡条件的推论（1）若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，则这两个力一定大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，即二力平衡（2）若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上（3）当物体受到三个力作用而达到平衡时，这三个力必在同一平面内， 且三个力的作用线或作用线的延长线必相交于一点（4）当物体受到几个力达到平衡时，顺次平移这些力的作用线，使其首尾相接，则必构成一个封闭的多边形【例2】一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力F1、F2和F3作用，其大小分别为F142 N、F228 N、F320 N，且F2的方向指向正北，下列说法中正确的是（)A这三个力的合力可能为零BF1、F2两个力的合力大小可能为20 NC若物体处于匀速直线运动状态，则F2、F3的合力大小为48 N，方向指向正南D若物体处于静止状态，则F1、F3的合力大小一定为28 N，方向指向正南【变式训练】如右图所示，质量为m的木块A放在斜面体B上，若A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做匀速直线运动，则A和B之间的相互作用力大小为（)AmgBmg Cmg D0三、平衡问题的分析【例3】如右图所示，在倾角为的斜面上，放一质量为m的小球，小球被竖直的木板挡住，不计摩擦，则球对挡板的压力是 ()Amgcos Bmgtan【变式训练】如右图所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体A、 B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角，则物体A、B的质量之比为mAmB等于 ()Acos 1 B1cos Ctan 1 D1sin 共点力作用下物体平衡的一般解题思路四、整体法和隔离法在平衡问题中的应用【例4】完全相同的直角三角形滑块A、B，按如右图所示叠放，设A、B接触的斜面光滑，A与桌面间的动摩擦因数为，现在B上作用一水平推力F，恰好使A、B一起在桌面上匀速运动，且A、B保持相对静止则A与桌面间的动摩擦因数与斜面倾角的关系为()AB C2 D与无关【变式训练】物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上，如右图所示a、b处于静止状态，关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是()Aa受到两个摩擦力的作用Ba共受到四个力的作用Cb共受到三个力的作用Da受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大整体法与隔离法的比较整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度研究系统内物体之间的相互作用力注意问题受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用一般隔离受力较少的物体第3讲受力分析物体的平衡【巩固练习】 制卷：汪兰平 审核：张建荣 审批： 日期：2011-5-231如图所示，在固定的斜面上叠放A、B两物体，若在B物体上加一水平向右的推力F，两物体均静止，则B物体受力的个数为()A一定是6个 B可能是4个C可能是5个 D可能是6个2在机场货物托运处，常用传送带运送行李和货物，如右图所示，靠在一起的两个质地相同，质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行， 下列说法正确的是()A匀速上行时b受3个力作用B匀加速上行时b受4个力作用C若上行过程传送带因故突然停止时，b受4个力作用D若上行过程传送带因故突然停止后，b受的摩擦力一定比原来大3如下图所示，物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的 物体沿斜面匀速下滑，此过程中斜面仍静止，斜面质量为M，则水平地面对斜面体()A无摩擦力B有水平向右的摩擦力C支持力为(Mm)g D支持力小于(Mm)g4如右图所示，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为.斜面上有一质量为m的小物块小物块与斜面之间存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑，在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止地面对楔形物块的支持力为()A(Mm)g B(Mm)gFC(Mm)gFsin D(Mm)gFsin 5如右图所示，一根自然长度为l0的轻弹簧和一根长度为a的轻绳连接，弹簧的上端固定在天花板的O点上，P是位于O点正下方的光滑轻小定滑轮，已知OPl0a.现将绳的另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连，滑块对地面有压力作用再用一水平力F作用于A使之向右做直线运动(弹簧的下端始终在P之上)，对于滑块A受地面滑动摩擦力下列说法中正确的是()A逐渐变小 B逐渐变大C先变小后变大 D大小不变6如右图所示，重80 N的物体A放置在倾角为30的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm，劲度系数为103 N/m的弹簧，其一端固定在斜面的底端，另一端放置物体A后，弹簧的长度缩短为8 cm，现用一外力沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间的最大静摩擦力为25 N，当弹簧的长度仍为8 cm时，外力的大小可能为()A10 N B20 NC40 N D60 N7如右图所示，ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“”形框架，其中CA、CB边与竖直方向的夹角均为.P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上，两根细绳的一端分别系在P、Q环上，另一端和一绳套系在一起，结点为O.将质量为m的钩码挂在绳套上，OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示，若l1l223，则两绳受到的拉力之比F1F2等于()A11B23C32 D498如右图所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触若使斜劈A在斜面体C上静止不动，则P、Q对球B无压力以下说法正确的是A若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则P点对球B有压力B若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则 P、 Q对球B均无压力C若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对球B均无压力D若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力9密绕在轴上的一卷地膜用轻绳一端拴在轴上，另一端悬挂在墙壁上A点，如右图所示，当逆时针缓慢向下用力F抽出地膜时，整卷地膜受的各个力要发生变化，不计地膜离开整卷时对地膜卷的粘扯拉力和地膜卷绕轴转动时的摩擦力，但在D点地膜与墙壁间有摩擦力，随着地膜的不断抽出，下述分析正确的是()A悬挂地膜的轻绳上的拉力在增大B地膜对墙的压力在减小C拉动地膜的力在减小D地膜卷受墙的支持力与轻绳的拉力的合力不变10如图所示，放在斜面上的物体处于静止状态，斜面倾角为 30，物体质量为m，若想使物体沿斜面从静止开始下滑，至少需要施加平行斜面向下的推力F0.2mg，则()A若F变为大小0.1mg沿斜面向下的推力，则物体与斜面的摩擦力是0.1mgB若F变为大小0.1mg沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力是0.2mgC若想使物体沿斜面从静止开始上滑，F至少应变为大小1.2mg沿斜面向上的推力D若F变为大小0.8mg沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力是0.7mg11两刚性球a和b的质量分别为ma和mb、直径分别为da和db(dadb)将a、b球依次放入一竖直放置、内径为d(daddadb)的平底圆筒内，如右图所示设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为F1和F2，筒底所受的压力大小F.已知重力加速度大小为g.若所有接触都是光滑的，则()AF(mamb)g，F1F2BF(mamb)g，F1F2CmagF(mamb)g，F1F2DmagF(mamb)g，F1F212一个质量为3 kg的物体，被放置在倾角为30的固定光滑斜面上，在如下图所示的甲、乙、丙三种情况下物体能处于平衡状态的是(g10 m/s2)()A仅甲图B仅乙图C仅丙图 D甲、乙、丙图13如图甲所示，在圆柱体上放一物块P，圆柱体绕水平轴O缓慢转动，从A转至A的过程，物块与圆柱体保持相对静止，则图乙反映的是该过程中()A重力随时间变化的规律 B支持力随时间变化的规律C摩擦力随时间变化的规律 D合外力随时间变化的规律14如图所示，横截面为直角三角形的斜劈A，放在粗糙的水平地面上，在劈与竖直墙壁之间放置一光滑球B，系统处于静止状态在球B上施一通过球心的力F，系统仍保持静止，下列说法正确的是()AB所受合外力增大BB对竖直墙壁的压力增大C地面对A的摩擦力减小DA对地面的摩擦力将小于B对墙壁的压力15如图所示，物体A、B用细绳连接后跨过定滑轮A静止在倾角为30的斜面上，B被悬挂着已知质量mA2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由30增大到50，但物体仍保持静止，那么下列说法中正确的是()A绳子的张力将增大B物体A对斜面的压力将减小C物体A受到的静摩擦力将先增大后减小D滑轮受到的绳的作用力不变16如图所示，质量M2 kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m kg的小球相连今用跟水平方向成30角的力F10 N拉着球带动木块